Diagnostyka materiałów polimerowych

POLITECHNIKA L SKA W GLIWICACH
Instytut Materiałów In ynierskich I Biomedycznych
II MI DZYNARODOWA KONFERENCJA
NAUKOWO-TECHNICZNA
DIAGNOSTYKA
MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH
Gliwice- Malé
8 – 15 grudzie 2012
Program Konferencji
KOMITET NAUKOWY
Honorowy Przewodnicz cy Komitetu Naukowego
m. dr h.c. prof. dr hab. in . Leszek A. DOBRZA SKI
Przewodnicz cy Komitetu Naukowego
prof. dr hab. in . Gabriel WRÓBEL
Członkowie Komitetu Naukowego
dr hab. Mohamed BAKAR, prof. nzw. w Pol. Rad.
dr in . Wojciech BŁA EJEWSKI
dr hab. in . El bieta BOCI GA prof. PCz.
dr hab. in . Mirosław CHOLEWA, prof. nzw. w Pol. l
dr hab. in . Piotr CZARNOCKI
dr hab. in . Jacek KACZMAR, prof nzw. w Pol. Wr.
dr hab. in . Danuta KOTNAROWSKA, prof. nzw. w Pol. Rad.
dr in . Dariusz KWIATKOWSKI
dr hab. in . Andrzej PUSZ, prof. nzw. w Pol. l.
prof. dr hab. in . Janusz SIKORA
prof. dr hab. in . Robert SIKORA
dr hab. in . Józef STABIK, prof. nzw. w Pol. l.
dr hab. in . Ryszard STELLER, prof. nzw. w Pol. Wr.
prof dr hab. Barbara SUROWSKA
prof. dr hab. in . Jerzy WIDER
prof. dr hab. in . Marian ENKIEWICZ
KOMITET ORGANIZACYJNY
Sekretarz Konferencji
dr in . Małgorzata Szymiczek
Członkowie
dr hab. in . Maciej Rojek, prof. nzw. w Pol. l.
dr in . Rafał Honysz
dr in . Łukasz Wierzbicki
mgr in . Monika Chomiak
RAMOWY PROGRAM II MIĘDZYNARODOWEJ KONFERENCJI NAUKOWO – TECHNICZNEJ
„DIAGNOSTYKA MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH”
PONIEDZIAŁEK
WTOREK
ŚRODA
CZWARTEK
PIĄTEK
8:00 -10:30
Śniadanie
8:00-10:30
Śniadanie
8:00-10:30
Śniadanie
8:00-10:30
Śniadanie
8:00-10:30
Śniadanie
11:00 - 13:30
Sesja posterowa
15:00– 17:00
Lunch
17:30
Otwarcie Konferencji
18:00
Sesja naukowa
19:00– 21:00
Kolacja
15:00– 17:00
Lunch
15:00– 17:00
Lunch
15:00 – 17:00
Lunch
15:00 – 17:00
Lunch
17:30
Sesja naukowa
17:30
Sesja naukowa
17:30
Sesja naukowa
18:00
Zamknięcie
Konferencji
19:00 – 21:00
Kolacja
19:00 – 21:00
Kolacja
19:00 – 21:00
Kolacja
19:00 – 21:00
Kolacja
Poniedziałek 10 XII 2012
Przewodnicz cy: Prof. dr hab. in . Gabriel Wróbel
17:30
OTWARCIE KONFERENCJI
17:45
Jacek W. Kaczmar, Anna G. Dmitruk: Analiza techniczna i ekonomiczna
wytwarzania wyrobów z tworzyw polimerowych i ze stali
18:15
Jan Rogut, Henryk Rydarowski: Wytwarzanie i obróbka termomechaniczna włókien
kapilarnych z polimetylopentenu (PMP)
Wtorek 11 XII 2012
Przewodnicz cy: Prof. dr hab. in . Marta Bła ewicz
17:30
Zbigniew Bartczak, Andrzej Gał ski, Marek Kowalczuk: Morphology and properties
of Blends of polylactide with amorphouspoly(hydroxyButyrate),
18:00
Gabriel Wróbel: Problemy ci cia materiałów polimerowych na ploterach tn cych
18:30
Wojciech Ozgowicz: Emisja akustyczna w diagnostyce konstrukcji technicznych
roda 12 XII 2012
ZIMOWA SZKOŁA
„MODELOWANIA I DIAGNOSTYKI MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH”
organizowana przez
„Electronic Machine building Department” Politechniki Lwowskiej
Prowadz cy: Prof. dr hab. in . Zinowij Stostko
Czwartek 13 XII 2012
Przewodnicz cy: Prof. dr hab. in . Zbigniew Bartczak
17:30
Mateusz Kozioł, Werner Hufenbach, Andrzej Czulak, Agnieszka Małdachowska :
Ocena stosowalno ci płyt z laminatów na bazie wyplatanych preform z włókien
szklanych wytwarzanych metod RTM,
18:00
Krzysztof Dragan, Michał Stefaniuk, Andrzej Czulak, Jarosław Bienia , Michał
Dziendzikowski, Andrzej Leski, Maik Gude, Werner Hufenbach: Automated data
analysisbased on signalprocessing for twodimensional NDI data of the
compositestructures
18:30 Izabela Osica, Karol Szl zak, Mateusz Szyma ski, Mariusz Cierech, Kamila Wróbel,
Janusz Bucki: Badanie porowato ci i nasi kliwo ci wybranych tworzyw akrylowych
stosowanych w protetyce stomatologicznej w wykonawstwie płyt protez
Pi tek 14 XII 2012
Przewodnicz cy: Prof. dr hab. in . Gabriel Wróbel
18:00
ZAMKNI CIE KONFERENCJI
Sesja Posterowa
Przewodnicz cy: Dr hab. in . Andrzej Pusz Prof. Pol. l.
1. Lis Krzysztof, Kosmol Jan: Application of thermovisiontechniques in
temperatureidentificationduring the drilling proces
2. Katarzyna Nowicka, Henryk Figiel, Waldemar Tokarz, El bieta Sołtysiak, Marta
Bła ewicz: Nanokompozyty magnetyczne dla zastosowa medycznych
3. Jerzy Morawiec, Mirosław Pluta, Ewa Piórkowska, Andrzej Gał ski: Termoformowalne
folie na opakowania z PLA modyfikowanego kopolimerami blokowymi glikolów
etylenowego i propylenowego
4. Joanna Bartusik, Zbigniew Bartczak: Shear-inducedcrystallization of HDPE/CaCO3
blends
5. Józef Stabik, Monika Chomiak: Struktura polimerowego materiału kompozytowego na
osnowie epoksydowej z napełniaczem w glowym
6. El bieta Długo , A. Fraczek-Szczypta, Marta Bła ewicz: Preparation and properties of
polymernanocomposite; PLA/ /MWCNTs
7. Andrzej Pusz, Małgorzata Szymiczek: Ocena wpływu wybranych parametrów procesu
wtryskiwania Próbek z poliamidu na pneumatycznej wtryskarce tłokowej
8. Łukasz Wierzbicki: Defektoskopia ultrad wi kowa polietylenu
9. Maciej Rojek, Gabriel Wróbel, Rudolf Bagsik, Małgorzata Szymiczek: Wpływ stopnia
filtracji na własno ci wytrzymało ciowe trójwarstwowej folii z PET
STRESZCZENIA
Jacek W. KACZMAR*, Anna G. DMITRUK**
*Politechnika Wrocławska,
Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji, Laboratorium Tworzyw Sztucznych
** Dyplomantka w Laboratorium Tworzyw Sztucznych
e-mail: [email protected]
ANALIZA TECHNICZNA I EKONOMICZNA WYTWARZANIA WYROBÓW
Z TWORZYW POLIMEROWYCH I ZE STALI
Streszczenie. Celem artykułu jest przeprowadzenie analizy wytwarzania wybranych
elementów z tworzyw polimerowych oraz ze stali. Zwrócono uwag na aspekty ekonomiczne
i porównano koszty wytwarzania elementów w oparciu o wybrane technologie przetwórstwa
tworzyw oraz metodami obróbki metali. Przedstawiono tak e ceny rynkowe polimerów
i metali, a tak e wiatowe, europejskie oraz polskie zapotrzebowanie na te materiały. Analiz
porównawcz przeprowadzono na przykładzie felgi samochodowej, wytwarzanej w dwóch
wariantach materiałowych.
TECHNICAL AND ECONOMIC ANALYSIS OF MANUFACTURING OF ELEMENTS
FROM POLYMERS AND STEELS
Summary. The purpose of this paper is to perform the analysis of the manufacturing of
chosen elements from polymers and steels. The economic aspects were discussed and
comparison of the manufacturing costs basing on selected technologies of polymer processing
and steel processing was shown. The paper shows the market prices of polymers and metals,
as well as the global, European and Polish demand for these materials. Comparative analysis
was carried out on the example of the car rim, produced in two material variants.
Jan Rogut1, Henryk Rydarowski2
Główny Instytut Górnictwa w Katowicach
1
Zakład Oszcz dno ci Energii I Ochrony Powietrza
2
Zakład In ynierii Materiałowej
E-mail: [email protected]
WYTWARZANIE
I
OBRÓBKA
TERMOMECHANICZNA
KAPILARNYCH Z POLIMETYLOPENTENU (PMP)
WŁÓKIEN
Streszczenie. W artykule przedstawiono sposoby wytwarzania włókien kapilarnych
z polimerów termoplastycznych. Przedstawiono wady i zalety wytwarzania włókien
kapilarnych z zastosowaniem techniki wytłaczania limakowego i formowania z roztworu
metod elektroprz dzenia. W cz ci do wiadczalnej przedstawiono wyniki zmian siły
rozci gana w funkcji temperatury. Wyznaczono optymalne warto ci temperatury dla procesu
rozci gania włókien. Przedstawiono wyniki pomiarów rednic oraz dokonano obserwacji
struktury w ciance kapilary przed i po rozci ganiu.
PRODUCTION
AND
THERMOMECHANICAL
POLYMETHYLPENTENE (PMP) HOLLOW FIBERS
TREATMENT
OF
Summary. In this paper ways of thermoplastic hollow fibers production is presented.
Disadvantages and advantages of hollow fibers production by screw extrusion and
electrospinning techniques were presented. The experimental part presents the
thermomechanical treatment of PMP hollow fibers. Elongation process of hollow fibers
shows the changes of tensile strength as a function of temperature. A stepwise the changes of
hollow fibers diameters and wall structure were observed. The optimum temperatures for
elongation process where determined.
Zbigniew BARTCZAKa, Andrzej GAŁ SKIa, Marek KOWALCZUKb
a
Centre of Molecular and Macromolecular Studies, Polish Academy of Sciences, Sienkiewicza 112, 90-363 Lodz,
Poland, [email protected]
b
A\Centre of Polymer and Carbon Materials, Polish Academy of Sciences, M. Sklodowska-Curie 34, 41-819
Zabrze, Poland
MORPHOLOGY AND PROPERTIES OF BLENDS OF POLYLACTIDE WITH
AMORPHOUS POLY(HYDROXY BUTYRATE)
Summary. Polylactide (PLA), a biodegradable polymer, produced from annually renewable
natural resources, has a glass transition temperature in the range of 50-60oC. As a
consequence, PLA is stiff and brittle at room temperature. Significant engineering effort was
made to improve PLA’s mechanical performance. This was attempted mostly by blending of
PLA with various substances which act as plasticizers and with other polymers. Blending of
PLA with other polymers, immiscible with PLA, can lead to significant improvement of
drawability and impact strength without any decrease of glass transition temperature. This is
achieved by some modification of deformation micromechanisms involved.
In this communication we present our study on blends of PLA with an atactic
poly([R,S]-3-hydroxy butyrate) (aPHB). These blends are biodegradable, similarly to plain
PLA, and can be considered as a potential material for packaging, especially for food. PLA
(Mw=114k) and synthetic aPHB (Mn=100k) were melt-blended in a co-rotating double screw
extruder. The compositions containing up to 20wt.% of aPHB were prepared. In the next
processing step the foils approx. 0.3mm thick were extruded from the obtained blends. These
materials were characterized by various techniques, including DSC,TGA, WAXS, SEM,
DMTA and tensile tests.
As revealed by DSC and SEM microscopic observations PLA and aPHB are only
partially miscible and form phase-separated blends. Tg of the blend decreases slightly with an
increase of aPHB concentration. Microscopic observation revealed sub-micron aPHB droplets
with diffused interphases well dispersed in the PLA matrix. Partial miscibility results also in a
slight modification of crystallization and melting temperatures of PLA crystals.
Foils produced from the blend by extrusion on a ‘chill roll’ appeared completely
amorphous and nearly not oriented. Tensile test at room temperature revealed a small
decrease of the elastic modulus and the yield stress, while an increase of the ultimate strain
with increasing content of aPHB. That change of tensile properties was related with the
change of the deformation behavior and its micromechanisms. Plain PLA appears brittle and
fractures easily due to crazing, whereas in blends easily cavitating aPHB particles act as craze
intiators while terminate other crazes. This leads to craze multiplication and consequently
plastic deformation proceeds to higher strains, up to 50% for 80:20 blend. Along with
improvement of drawability at low speed also the impact properties, probed in tensile impact
test, are improved. The impact resistance increases from about 50kJ/m2 in plain PLA to well
above 80kJ/m2 for 80:20 PLA/aPHB blend.
Acknowledgement: This research project has been supported by the European Union
European Regional Development Fund, Contract No.POIG.01.03.01-00-018/08-00.
Gabriel WRÓBEL
Politechnika l ska w Gliwicach,
Wydział Mechaniczny Technologiczny
E-mail: [email protected]
PROBLEMY CI CIA MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH NA PLOTERACH
TN CYCH
Streszczenie. W pracy przedstawiono problematyk wykorzystania technologii ci cia
materiałów polimerowych z wykorzystaniem ploterów tn cych. Zwrócono uwag na
specyfik technologii wynikaj c z ci tych materiałów. Wskazano na uwarunkowania
materiałowe niezb dne do uwzgl dnienia w doborze urz dze i narz dzi tn cych, a tak e
projektowaniu procesu technologicznego.
PROBLEMS OF POLYMER MATERIALS CUTING ON CUTTING PLOTTERS
Summary. In the paper the some problems of application of cut technology of polymer
materials with utilization of cutting plotters was presented. Attention on specificity of
technology consequential to cut materials was payed. Essential for take into consideration on
material conditionality in selection of machines and cutting instruments, as well as of
technological process project design have been indicated.
Mateusz KOZIOŁ1), Werner HUFENBACH2), Andrzej CZULAK2)*, Agnieszka
MAŁDACHOWSKA1)
1)
Politechnika l ska, Wydział In ynierii Materiałowej i Metalurgii, ul. Krasi skiego 8, 40-019 Katowice
Technische Universitat Dresden, Institut fur Leichtbau und Kunststofftechnik, Holbeinstrasse 3, 01307
Dresden
*e-mail: [email protected]
2)
OCENA STOSOWALNO CI PŁYT Z LAMINATÓW NA BAZIE WYPLATANYCH
PREFORM Z WŁÓKIEN SZKLANYCH WYTWARZANYCH METOD RTM
Streszczenie. Praca przedstawia wyniki prób zginania trójpunktowego laminatów
kompozytowych, wytworzonych metod RTM, na bazie preform z włókna szklanego
uzyskanych poprzez zło enie r kawów wyplecionych na rdze . Przeprowadzono analiz
zmian wła ciwo ci mechanicznych laminatów w miar zmian k ta uło enia pasm włókien
wzgl dem osi rdzenia. Stwierdzono, e struktury wyplatane z włókna szklanego stanowi
warto ciowy materiał wzmacniaj cy dla płyt z laminatów o osnowach polimerowych.
Uzyskany poziom wytrzymało ci oraz modułu przy zginaniu kwalifikuj laminaty
plecionkowe jako porównywalne z ekwiwalentnymi „klasycznymi” laminatami na bazie
tkanin. Dodatkowo, laminaty na bazie plecionek cechuje wi ksza odkształcalno , co wi e
si z mo liwo ci łatwiejszego układania w formach – ma to znaczenie przy produkcji
elementów zaokr glonych i o skomplikowanym kształcie. Praca stanowi wst pny etap do
dalszych bada nad stosowaniem techniki wyplatania w technologii laminatów.
EVALUATION OF AN APPLICABILITY OF GFRP LAMINATE PANELS
REINFORCED WITH BRAIDED PREFORMS AND MANUFACTURED BY RTM
Summary. The paper presents the results of 3-point bending tests conducted on composite
laminates, manufactured via RTM method, reinforced with the glass fibre preforms made by
flattening of braided sleeves. The analysis of changes in mechanical properties with the
changes in reinforcing strands angle was done. It was found that glass-fibre braided
structures are valuable reinforcing material for PMC laminate panels. The achieved level of
flexural strength and modulus qualifies the flattened-braided laminates as equivalent to
“classic” laminates reinforced with woven structures. Moreover, the flattened-braided
laminates show much higher deformability, which enables easier placement into the moulds –
it is especially important by manufacturing of round-shaped or shape-complicated elements.
The paper is a initial part for further investigations over application of braiding technique in
the technology of PMC composite laminates.
Krzysztof DRAGAN1, Michał STEFANIUK1, Andrzej CZULAK3, Jarosław BIENIA 2,
Michał DZIENDZIKOWSKI1, Andrzej LESKI1, Maik GUDE3, Werner HUFENBACH3
1
Non Destructive Testing Lab., Air Force Institute of Technology, Ks. Bolesława 6, 01-494 Warsaw, Poland
Department of Materials Engineering, Lublin University of Technology, 36 Nadbystrzycka St, 20-618 Lublin,
Poland
3
Institute of Lightweight Engineering and Polymer Technology, Technical University Dresden, Holbeinstr. 3,
01307 Dresden, Germany
2
AUTOMATED DATA ANALYSIS BASED ON SIGNAL PROCESSING FOR TWO
DIMENSIONAL NDI DATA OF THE COMPOSITE STRUCTURES
Summary. The present paper describes a structural data analysis approach in which two
dimensional NDI data coming from various sources is analyzed and processed by
a computerized tool. Results of that processing are used to provide a quantitative measure of
the state of the inspected specimen and of the extent and nature of damage. Authors mainly
refer to the usage of such systems in the context of composite materials and impact damage in
particular, examples are given. In the analytical system the main measurement data source
considered is the ultrasonic inspection coming in the form C-scan images. These images are
then processed and analyzed with the use of machine learning/statistical classification
algorithms. These algorithms are reinforced with data coming from a damage fingerprint
database, which stores training data in various formats. Authors describe the methods used for
each step of the analysis, and review existing algorithms and methodologies which may be
used to assist the quantification process.
AUTOMATYCZNA ANALIZA DANYCH Z WYKORZYSTANIEM CYFROWEJ ANALIZY
OBRAZU (NDI) STRUKTURY KOMPOZYTU
Streszczenie. Niniejsza praca opisuje podej cie do analizy danych w której dwuwymiarowe
zobrazowania wyników bada nieniszcz cych s analizowane i przetwarzane przez
programowe narz dzie. Wyniki owego przetwarzania u yte s do ilo ciowego okre lenia
stanu badanego elementu, ale tak e okre lenia rozmiaru uszkodzenia i jego natury. Autorzy
głównie odnosz si do wykorzystywania takowych systemów w kontek cie materiałów
kompozytowych, a w szczególno ci uszkodzenia udarowego, co zilustrowano przykładami.
W niniejszym systemie analitycznym głównym ródłem danych pomiarowych ma by pomiar
ultrad wi kowy w formie zobrazowania C-Scan. Obrazy uzyskane w wyniku owego
zobrazowania poddane zostaj obróbce z wykorzystaniem metod uczenia maszynowego
i elementów klasyfikacji statystycznej. Działania te opieraj si na bazie danych znaczników
uszkodze , która zasilona jest ró nymi typami danych. Autorzy opisuj ró ne algorytmy
stosowane na ka dym z etapów analizy, oraz dokonuj przegl du wykorzystywanych metod.
Izabela Osica, Karol Szl zak, Mateusz Szyma ski, Mariusz Cierech, Kamila Wróbel,
Janusz Bucki
Wydział In ynierii Materiałowej
Politechniki Warszawskiej
E-mail:
BADANIE POROWATO CI I NASI KLIWO CI WYBRANYCH TWORZYW
AKRYLOWYCH STOSOWANYCH W PROTETYCE STOMATOLOGICZNEJ W
WYKONAWSTWIE PŁYT PROTEZ
Streszczenie. Porównano nasi kliwo
i porowato
wybranych tworzyw akrylowych
stosowanych w wykonawstwie płyt protez. W badaniach wykorzystano próbki sze ciu
popularnych na rynku polskim tworzyw akrylowych. Materiały wytworzono trzema ró nymi
metodami polimeryzacji w zale no ci od typu tworzywa. Nasi kliwo tworzyw oznaczono
na podstawie normy PN EN ISO62. Porowato okre lono przy u yciu rentgenowskiej
tomografii komputerowej (Computed Tomography – CT). Powierzchni tworzyw przed i po
polerowaniu poddano obserwacjom mikroskopowym przy u yciu skaningowego mikroskopu
elektronowego (Scaning Electron Microscope – SEM).Przeprowadzone badania wykazały
ró nic w nasi kliwo ci wytworzonych materiałów. Tworzywa charakteryzuj si niewielk
porowato ci lub całkowitym jej brakiem. Wykazano, i polerowanie nie wpływa znacz co na
nasi kliwo materiałów, jednak znacznie zmniejsza rozwini cie powierzchni.
INVESTIGATION OF POROSITY AND ABSORBABILITY OF ACRYLIC RESINS
APPLIED IN DENTAL PROSTHODONTICS IN ORDER TO PERFORM BASES OF
DENTURES
Summary. In this study porosity and absorbability of acrylic resins were compared. These
polymeric materials are used in dental prosthodontics in order to perform bases of dentures.
Six types of popular acrylic resins were examined. Samples were produced using three
different methods of polymerization, corresponding to resin type. Absorbability of acrylic
resins was examined according to PN–EN ISO62 standard. Porosity of acrylic resins was
examined using Computed Tomography (CT). Surface of acrylic samples was observed on
Scanning Electron Microscope (SEM) before and after polishing. Results show that there is a
difference in absorbability of acrylic resins. Samples are characterized by low porosity or
even lack of porosity. It was demonstrated, that polishing does not affect perceptibly on
absorbability, but significantly decreases surface area.
Krzysztof LIS*, Jan KOSMOL
Department of Machine Technology
Silesian University of Technology in Gliwice
*Corresponding author. E-mail address: [email protected]
APPLICATION OF THERMOVISION TECHNIQUES
IDENTIFICATION DURING THE DRILLING PROCESS
IN
TEMPERATURE
Summary. The main goal of the article is to show the research conception of identification of
temperature field in the cutting zone during drilling process, using a modern thermovision
technique. During the research the attention was focused on a method which does not interfere
directly with the cutting process. The main criterion of the analysis was the possibility to
apply the method in temperature monitoring system of the drilling process. During the first
stage, the work was focused on the research of the emissivity coefficient, which permitted to
solve the basic problem concerning non-contact measurements. The surface of drilling
process components i.e. the tool, the workpiece, and the chip was studied. The next stage
concerned the principle research. The investigation results were analyzed by a worked out
module of software processing sequence of thermovision image. The software was worked
out in LabView.
Katarzyna. Nowicka1, Henryk Figiel2, Waldemar Tokarz3, El bieta Sołtysiak1,
Marta Bła ewicz1
Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
Wydział In ynierii Materiałowej i Ceramiki
1
Katedra Biomateriałów, Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej
2
Katedra Fizyki Medycznej i Biofizyki
3
Katedra Fizyki Ciała Stałego
Corresponding author; [email protected]
NANOKOMPOZYTY MAGNETYCZNE DLA ZASTOSOWA MEDYCZNYCH
Streszczenie. Nanokompozyty polimerowe to perspektywiczna grupa tworzyw
o unikatowych wła ciwo ciach. Materiały te znajduj zastosowanie w wielu dziedzinach w
tym równie w medycynie. W pracy przedstawiono prost metod wytwarzania
nanokompozytów o wła ciwo ciach magnetycznych, polegaj c
na kilkuetapowej
homogenizacji obydwu składników; roztworu polimeru oraz cz stki magnetycznej.
Nanokompozyty polimerowe scharakteryzowano w zakresie wła ciwo ci mechanicznych,
termicznych,
magnetycznych oraz biologicznych. Wykazano,
e magnetyczne
nanokompozyty na bazie polisulfonu to nietoksyczne materiały o wła ciwo ciach
magnetycznych, zale nych od ilo ci modyfikatora, wprowadzonego do matrycy polimerowej.
Magnetyczne nanokompozyty s materiałem, mog cym znale zastosowanie w konstrukcji
membran i implantów, przeznaczonych do terapii i diagnostyki medycznej.
MAGNETIC NANOCOMPOSITE FOR MEDICAL APPLICATIONS
Summary. Polymer nanocomposites are a prospective group of materials with unique
properties. These materials are used in many fields including the medicine. The paper
presents a simple method of producing nanocomposites with magnetic properties, which
consists of several stages of homogenization of the two components; polymer solution and
magnetic particles. Mechanical, thermal and magnetic properties of the obtained polymer
nanocomposite were determined. Biological assessment proved that the nanocomposite
samples are nontoxic and their magnetic properties depend on the amount of the
nanomagnetic phase in the polymer matrix. The magnetic nanocomposites may find
application in the manufacturing of membranes and implants for medical diagnosis and
therapy.
Jerzy MORAWIEC, Mirosław PLUTA, Ewa PIÓRKOWSKA, Andrzej GAŁ SKI,
Centrum Bada Molekularnych i Makromolekularnych Polskiej Akademii Nauk, 90-363 Łód , ul.
Sienkiewicza 112
TERMOFORMOWALNE FOLIE NA OPAKOWANIA Z PLA MODYFIKOWANEGO
KOPOLIMERAMI
BLOKOWYMI
GLIKOLÓW
ETYLENOWEGO
I PROPYLENOWEGO
Streszczenie. Polilaktyd jest biodegradowalnym poliestrem, produkowanym z odnawialnych
ródeł. Zdolno PLA do krystalizacji zale y od składu stereochemicznego jednostek
powtarzalnych i ich rozkładu wzdłu ła cucha. Faza amorficzna PLA wykazuje temperatur
zeszklenia, Tg, w granicach 55-60oC. W temperaturze pokojowej amorficzny PLA jest wi c
sztywny i kruchy. Zastosowania PLA na opakowania wymagaj materiału o zwi kszonej
odporno ci mechanicznej przy niewielkim tylko zmniejszeniu wytrzymało ci mechanicznej.
W celu poprawy zdolno ci PLA do plastycznej deformacji, i tym samym zwi kszenia jego
odporno ci mechanicznej, stosuje si mieszanie z innymi polimerami i plastyfikatorami.
Blokowe kopolimery glikolu etylenowego i glikolu propylenowego o strukturze PEG-b-PPGb-PEG okazały si skutecznymi plastyfikatorami PLA, tworz c strukturalnie mieszanin
cz ciowo mieszaln ale równie z fazow separacj , i s w stanie poprawi mechaniczne
wła ciwo ci PLA.
Opracowano proces modyfikacji PLA blokowymi kopolimerami PEG i PPG
z wykorzystaniem wytłaczarki dwu limakowej współbie nej. Otrzymano granulaty
materiałów, w oparciu o kilka gatunków PLA, charakteryzuj cych si znaczn ci gliwo ci
do 100-200% wydłu enia wzgl dnego i kilkukrotnie wi ksz udarno ci na rozci ganie.
Opracowano proces wytłaczania folii płaskiej z tych materiałów z przewidywanym
zastosowaniem na opakowania. Przedstawiono wyniki bada wła ciwo ci otrzymanych folii,
oraz dokonano prób termoformowania.
PACKAGING POLYLACTIDE FILMS MODIFIED WITH BLOCK COPOLYMERS OF
ETHYLENE GLYCOL AND PROPYLENE GLYCOL FOR THERMOFORMING
Summary. Polylactide (PLA) is a biodegradable polyester, which can be produced from
annually renewable resources. Because of relatively high Tg of 55-60 °C, PLA is stiff and
brittle at room conditions, which limits its applications demanding high toughness and
drawability. For improvement of drawability blending with other polymers is used. Block
copolymers of ethylene glycol and propylene glycol (PEG-b-PPG-b-PEG) appear to be
efficient modifiers for PLA, able to improve its mechanical performance [1]. Block
copolymers are partially miscible with PLA but also they undergo phase separation. Partial
miscibility causes slight decrease of glass transition and separated inclusion of copolymers
induce easier plastic deformation of PLA significantly improving their properties. The present
study is focused on modification of PLA with block copolymers of ethylene glycol and
propylene glycol with higher molar mass, which leads to blends with only partial miscibility
and phase separation. The process of modification of PLA with the use of twin screw
corrotating extruder was elaborated. Several blends with various kinds of PLA were obtained
that can be deform to 100-200% and demonstrating several folds increase of tensile impact
strength. A process of film extrusion of PLA blends with PEG and PPG copolymers was also
elaborated. The mechanical properties of the films were characterized and several successful
attempts of thermoforming were performed.
Joanna BARTUSIK, Zbigniew BARTCZAK
Center of Molecular and Macromolecular Studies, Polish Academy of Sciences,
Lodz, Poland
SHEAR-INDUCED CRYSTALLIZATION OF HDPE/CACO3 BLENDS
Summary. Semi-crystalline commodity polymers, such as HDPE, are widely used for
production of many goods. Therefore, it is important to understand mechanisms responsible
for their behavior in terms of processing including extensive shear forces present at various
processing conditions.
In recent years, high density polyethylene modified by mineral filler (CaCO3) have
drawn increasing attention in both industrial and academic fields because of its better
mechanical and thermal properties compared to the plain polymer. It was postulated that
toughness enhancement of semi-crystalline polymers which were modified with stiff mineral
particles is related to the local orientation of lamellae near the matrix – particle interface [1,2].
That orientation is due to altered kinetics of crystallization near the interface, resulting in
growth of lamellae oriented preferentially edge-on with respect to the interface. At a certain
concentration of a particulate modifier, the oriented layers around particles get into contact
and form a continuous phase of the reduced plastic resistance. As a result, the material is
ready to extensive plastic deformation within matrix ligaments between filler particles. This
process can dissipate substantial amount of energy upon impact and the material becomes
very tough. Another explanation of the preferred local orientation of lamellae observed in
filled systems was proposed by Meijer at al [3], who suggested that such a preferred
orientation is a result of crystallization in the matrix ligaments between filler particles under
strong shear stresses which frequently are present during sample preparation.
The reported study deals with an influence of the shear applied to the molten HDPE
and HDPE modified with mineral filler (CaCO3) on the crystallization process and resulting
morphology and orientation of PE crystals. Samples of HDPE/CaCO3 blends were prepared
by melt-mixing in the Brabender® mixer. Thin samples were melted and subjected to the
shear pulse (shear rate up to 20s-1, time of the pulse 0-20s) prior to isothermal crystallization
(126-128oC) in a microscopic shear stage. The structure, morphology and thermal properties
of obtained samples were studied with several techniques, including DSC, SEM, WAXS and
SAXS.
The obtained results demonstrated a deep influence of the shear applied to the melt on
crystallization process, morphology and properties of both plain HDPE and HDPE modified
with CaCO3. The shear results in much faster crystallization than in static conditions and in
significant orientation of the formed crystalline phase of PE. While the crystallization
following shear pulse is faster in filled systems than in plain PE the degree of orientation of
polymer crystals is usually lower in composites than in plain HDPE processed at the same
conditions.
References:
1. Bartczak Z., Argon A. S., Cohen R. E., Weinberg M., Polymer 40, 9, 1999
2. Muratoglu O., Argon A.S., Cohen R.E., Weinberg M., Polymer 36, 921, 1995
3. Hwang W.R., Peters G.W.M., Hulsen M.A., Meijer H.E.H. Macromolecules 39, 8389,
2006
Józef STABIK, Monika CHOMIAK
Politechnika l ska w Gliwicach
Instytut Materiałów In ynierskich i Biomedycznych
E-mail: [email protected]
STRUKTURA POLIMEROWEGO MATERIAŁU KOMPOZYTOWEGO
OSNOWIE EPOKSYDOWEJ Z NAPEŁNIACZEM W GLOWYM
NA
Streszczenie. We wprowadzeniu artykuł zawiera przegl d technik wykonania polimerowych
materiałów gradientowych, ze szczegółow
charakterystyk
metody odlewania.
Przedstawiono przegl d makroskopowych i mikroskopowych bada struktury polimerów
i kompozytów pokazano ich zalety i ograniczenia. W artykule omówiono zagadnienia
przygotowania powierzchni próbek polimerowego materiału gradientowego do bada
mikroskopowych. Nast pnie przedstawiono rezultaty bada
struktury materiałów
gradientowych o osnowie polimerowej wzmocnionej w glem kamiennym. Do wykonania
kompozytów wykorzystano ywic epoksydow , jako materiał osnowy oraz dwa rodzaje
w gla kamiennego o ró nej granulacji i własno ciach. Kompozyty wytworzono stosuj c
metod odlewnia od rodkowego grawitacyjnego.
THE STRUCTURE OF POLYMER COMPOSITE MATERIALS ON THE EPOXY
MATRIX AND HARD COAL FILLER
Summary. Introduction to this paper contents methods overview of gradient materials
manufacture and describe in detail basic characteristics of casting method. An overview of
the macroscopic and microscopic studies of polymers and composites structures showing
their advantages and limitations. The article discusses the issues of surface preparation of the
samples polymeric gradient material for microscopic examination. Then presents the results
of a study of the structure of graded materials with polymer matrix and hard coal
reinforcement. Composites were made with epoxy resin as a matrix and two types of hard
coal with different granulations and features as reinforcements. Composites were
manufactured using gravity and centrifugal casting methods.
Andrzej PUSZ, Małgorzata SZYMICZEK
Politechnika l ska w Gliwicach,
Wydział Mechaniczny Technologiczny
E-mail: [email protected]
OCENA WPŁYWU WYBRANYCH PARAMETRÓW PROCESU WTRYSKIWANIA
PRÓBEK Z POLIAMIDU NA PNEUMATYCZNEJ WTRYSKARCE TŁOKOWEJ NA
WŁASNO CI WYTRZYMAŁO CIOWE
Streszczenie. W technice protetycznej do wykonywania elementów protez stomatologicznych
wykorzystywane s proste wtryskarki tłokowe. Mo liwe s zmiany niektórych parametrów w
procesie wtryskiwania, dzi ki czemu mo liwa jest optymalizacja procesu pod k tem
własno ci wytrzymało ciowych wypraski. Podawane przez producentów własno ci tworzyw
wykorzystywanych do celów protetyki uzyskane zostały na kształtkach wytworzonych na
wtryskarkach limakowych zgodnie z wymaganiami normy. Własno ci te mog ró ni si
w sposób istotny od tych otrzymanych na wtryskarce tłokowej. W artykule zaprezentowano
wyniki bada wytrzymało ciowych próbek z Poliamidu 6 wtryskiwanych na wtryskarce
tłokowej wykorzystywanej w protetyce stomatologicznej. W procesie wtryskiwania
zmieniano temperatur i ci nienie. Wykazano wpływ zało onych parametrów na własno ci
wytrzymało ciowe próbek.
ASSESSMENT OF THE SELECTED PARAMETERS CHARACTERIZING THE
MOULDING PROCESS OF POLYAMIDE ON PNEUMATIC PISTON INJECTIONS ON
STRENGHT PROPERTIES
Summary. In the prosthetic technique, simple injection pistons are applied for making parts
of dental prosthesis. Changes of some parameters throughout the injection process are
possibile, thanks to which the optimization of the process with reference to mechanical
properties of compacts is also possible. The properties of materials used for purposes of
prosthetic quoted by manufacturers, were received on the moulders made with the use of
screw injection molding machines in compliance with the required standards. These
properties might vary significantly from those received on injection piston. In the article, we
present the results of the strength tests of Poliamid 6 samples injected on a injection piston
applied in the dental prosthetic. During the injection process the temperature and pressure
were subjected to changes. The impact of assumed parameters on the strength properties of
the samples was proved.
Łukasz WIERZBICKI
Politechnika l ska
Instytut Materiałów In ynierskich i Biomedycznych
E-mail: [email protected]
DEFEKTOSKOPIA ULTRAD WI KOWA POLIETYLENU
Streszczenie. W pracy przedstawiono wyniki bada wykrywalno ci defektów w polietylenie
z wykorzystaniem metody ultrad wi kowej. Do celów bada wykorzystano polietylen
o wysokiej g sto ci z którego wykonano próbki, wprowadzaj c do nich wady w postaci
otworów przelotowych. Cz
defektów o ró nej wielko ci została umieszczona w tej samej
odległo ci od powierzchni badania. Pozostałe defekty, których rednice s równe,
rozmieszczono równomiernie w przekroju próbki. W ten sposób przygotowane próbki
poddano badaniom na defektoskopie ultrad wi kowym i porównano wyniki.
ULTRASONIC FLAW DETECTION OF POLYETHYLENE
Summary. This paper presents the results of the detection of defects in polyethylene using
ultrasonic methods. For research purposes used samples from high density polyethylene with
artificially made defects in the form of holes. Some defects of different sizes has been placed
at the same distance from the surface of the test. The rest of defects, which have identical
diameters, are arranged uniformly on the cross-section of the sample. Samples prepared in
this way have been investigated on the ultrasonic flaw detector and the results have been
compared.
Maciej ROJEK, Gabriel WRÓBEL, Rudolf BAGSIK, Małgorzata SZYMICZEK
Politechnika l ska
Instytut Materiałów In ynierskich i Biomedycznych
E-mail: [email protected]
WPŁYW STOPNIA FILTRACJI NA WŁASNO CI WYTRZYMAŁO CIOWE
TRÓJWARSTWOWEJ FOLII Z PET
Streszczenie. W pracy scharakteryzowano proces filtracji materiałów polimerowych. Przedstawiono
wady i zalety procesu filtracji, który jest wykorzystywany przy recyklingu termoplastycznych
materiałów polimerowych. Omówiono proces recyklingu surowcowego politereftalanu etylenu (PET).
W ramach bada przygotowano próbki z folii wytworzonej na wytłaczarce z trzema zestawami sit
filtracyjnych. Zadaniem sit jest oczyszczenie roztopionego materiału. Po przeprowadzeniu filtracji,
zostały pobrane próbki folii odpowiadaj ce poszczególnym zestawom siatek, które poddane zostały
badaniom własno ci wytrzymało ciowych.
THE IMPACT OF THE DEGREE OF FILTRATION ON THE STRENGTH
PROPERTIES OF THREE-LAYER FILM OF PET
Summary. In the paper we characterize the filtration process of the polymer materials. We
discuss the pros and cons of the filtration process, which is applied during the recycling of
thermoplastic polymer materials. We also present the process of the feedstock recycling of
polyethylene terephthalate (PET).Within the frame of the research the samples of film
produced with the use of extruder with three sets of filtration sieves were prepared. The role
of the sieves is the purification of the melted material. After the completion of the filtration,
the samples of the film were taken. They were corresponding to the individual sets of nets
were, which were subjected to the examination of the strength properties.
MIEJSCE KONFERENCJI
Hotel Sole***
Viale Marconi 3,
38027 Malè, Italy
KONTAKT
dr in . Małgorzata Szymiczek, tel. 0 502 533 317
www.diagnostyka.polsl.pl